ORDEN DE REACCION

Como comentamos en la página anterior n = es el orden de reacción. Este número (entero o fraccionario) se obtiene experimentalmente y describe la forma en que la velocidad depende de la concentración del reactante. Con base en los valores más comunes de n, se clasifican las reacciones químicas, de la manera siguiente:

REACCIONES DE ORDEN CERO

Las deducciones de todas las ecuaciones, parten de los siguientes planteamientos:

  • Al tiempo cero (inicial), , la cantidad inicial del reactante A, es: CAº = a (mol/l).

 

  • Después de transcurrir un intervalo de tiempo, al tiempo t, la concentración de A que queda sin reaccionar, es: CA = a – x (mol/l), siendo:
  • x = moles de producto formado (CP).

REACCIONES DE PRIMER ORDEN

Reacciones de primer orden (n = 1), del tipo: A P

REACCIONES DE SEGUNDO ORDEN

Reacciones de segundo orden (n = 2), del tipo: A + B P

VIDA MEDIA DE LAS REACCIONES

La vida media de una reacción, es el tiempo en el que ha reaccionado la mitad del reactante A.

ENERGÍA DE ACTIVACIÓN

Todas las reacciones se llevan a cabo en dos etapas, como se muestra en las siguientes gráficas.

A + B ↔ [AB] * → C + D

  1. Etapa endotérmica ∆Hr (+), que representa la energía que necesitan absorber los reactantes y, que debe ser igual o mayor a la energía de activación.

Al colisionar los reactantes, se forma un compuesto intermedio, denominad complejo activado, que representa un estado de transición de gran energía (muy inestable), en el que se rompen y forman nuevos enlaces.

  1. Etapa exotérmica ∆Hp (-), que es la energía que libera el complejo activado, para dar lugar a los productos.

La entalpía total de la reacción es la suma de las dos etapas. De acuerdo al valor de cada etapa, será la reacción globalmente endo o exotérmica.

∆H = ∆Hr (+) + ∆Hp (-)

 

Reacción endotérmica, ∆H (+)

Reacción exotérmica, ∆H (-)

REACCIONES CONSECUTIVAS

Las reacciones consecutivas son reacciones químicas que proceden de los reactivos a los  productos a través de etapas intermedias.

Es un hecho bien establecido que en cualquier secuencia de reacciones de velocidad variable, la mas lenta determina la velocidad global de la reacción. Lo cual resulta lógico ya que cualquier etapa deberá esperar a la otra para proseguir.
K2>>k1 la conversión de B aC determinará la velocidad de formación de los productos.
K2>>k1 La conversión de A a B determinará la velocidad y se producirá C desde B tan pronto como aparece este último.
K1 y k2 Son comparables en magnitud, la velocidad de la reacción total depende de ambas constantes y la situación se hace mas compleja.
Ejemplo: Descomposición del hipoclorito de sodio en soluciones alcalinas.
 
 Reacción que controla la velocidad de la reacción total.
 La velocidad de b) es 25 veces mayor que la de a).
De la suma de las reacciones anteriores resulta:

Análisis Matemático:

a = Concentración inicial de A
x = Cantidad de A descompuesta en un tiempo t
y = Concentración de C formada en cada instante t
En un momento t tendremos:
CA = (a-x)
CC = y
CB = (x-y)
La velocidad de desaparición de “A” es,

La velocidad de descomposición de “B”, que iguala a la descomposición de “C” será:
**
Para encontrar las dependencias de las concentraciones de A, B y C con el tiempo debemos resolver las ecuaciones de velocidad.
Integrando * y sustituyendo x en ** e integrando esta última


REACCIONES PARALELAS
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